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针对快速运动目标的关联成像快速对焦方法研究

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针对快速运动目标的关联成像快速对焦方法研究

作者：许阳婷湖南大学

学位级别：硕士

关联成像,又称鬼成像,是一种基于光场高阶关联获取物体信息的新型成像机制。成像光路由信号光路和参考光路组成,且单个光路中的探测器均无法实现成像,只有两个光路接收到的信号进行关联运算才能重构出物体的像。除这种新颖的非局域性,... 详细信息

关联成像,又称鬼成像,是一种基于光场高阶关联获取物体信息的新型成像机制。成像光路由信号光路和参考光路组成,且单个光路中的探测器均无法实现成像,只有两个光路接收到的信号进行关联运算才能重构出物体的像。除这种新颖的非局域性,关联成像还具有抗干扰能力强、能够突破瑞利衍射极限限制等优点,因此具有十分广阔的应用前景,成为国防、军事、生物医学等领域的重要研究方向。关联成像在实际应用过程中会存在待测物体与成像系统发生相对运动、恶劣环境引起成像平台抖动等原因导致的成像质量急剧下降问题,因此本文对快速运动目标关联成像进行了探究,提出了一种针对快速运动目标的关联成像快速对焦方法,并在不同运动条件下利用数值模拟和实验验证了该方法的有效性和实用性。论文研究的具体内容和创新点如下:根据运动关联成像系统采样频率的要求和关联成像的时间相关特性,提出了一种针对快速运动目标的关联成像快速对焦方法,对短时间间隔内得到的模糊图像利用CLEAN算法去除该模糊图像的背景噪声,对图像进行二值化后仅保留最大连通域并仅利用图像低阶矩就获取了目标所在位置和大小,最后只提取有效的采样信息进行叠加重构。通过数值模拟和实验验证了提出方法能够有效改善待测目标快速运动导致关联成像模糊这一问题,相比于其他通过遍历或互相关寻找目标位置的运动关联成像方法,本文方法在节省计算量和运行时间上具有一定优势,且能够有效降低短时成像所需采样数,可以在不提高成像系统采样频率的情况下,对更快速运动目标进行快速对焦与重构。针对已知目标轨迹和未知目标轨迹,分别提出了基于位置先验和基于目标特征先验的关联成像快速对焦优化方法,并对复杂情况带来的随机抖动等导致关联成像模糊问题进行了研究。在随机抖动和近场气流干扰情况下分别利用基于位置先验和基于目标特征先验的关联成像快速对焦优化方法对待测目标进行对焦并重构目标信息,并通过数值模拟和实验验证了本文提出方法在复杂情况下的有效性。

关键词：关联成像快速运动目标对焦滤波处理

本体感觉的不同成分在慢速和快速运动控制中的作用

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天津体育学院学报 2017年第6期32卷 514-519,540页

作者：冯洁张嘉敏任杰上海体育学院运动科学学院上海200438 上海体育学院中国乒乓球学院上海200438

感觉信息在慢速运动中起到重要的作用,但其在快速运动中重要性的观点尚未一致。作为重要信息来源之一,本体感觉包含多种成分,在运动技能控制中起复杂的作用。研究旨在了解肘、腕关节不同成分本体感觉敏锐性在手臂慢速和快速运动控制中... 详细信息

感觉信息在慢速运动中起到重要的作用,但其在快速运动中重要性的观点尚未一致。作为重要信息来源之一,本体感觉包含多种成分,在运动技能控制中起复杂的作用。研究旨在了解肘、腕关节不同成分本体感觉敏锐性在手臂慢速和快速运动控制中的不同作用。选取22名大学生(男女各11名),采用关节角度重建法和重量辨别法测量肘、腕关节的位置觉和力量觉,并考察他们在2种不同速度下的投掷任务的表现。结果表明:肘关节的位置觉较腕关节敏感,2个关节在冠状面上的位置觉比矢状面更敏感;不同关节和不同运动平面上的力量觉差异不显著。腕、肘关节的位置觉均与手臂慢速运动的准确性和稳定性有显著的相关,在快速手臂运动中,位置觉只与动作准确性有显著相关。在慢速运动中,自评准确性与位置觉显著相关,与力量觉相关不显著;在快速运动中,自评准确性与位置觉和力量觉敏锐度的相关均不显著。结论:腕、肘关节在不同运动平面上的位置觉敏锐度存在差异。在受闭合环路控制的慢速运动中,本体感觉起更多的作用;在受运动程序控制的快速运动中,本体感觉也起部分作用。

关键词：本体感觉慢速运动快速运动闭合环路开放环路

我学者突破单像素成像对快速运动物体成像瓶颈 005

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我学者突破单像素成像对快速运动物体成像瓶颈

应用计算机仿真技术探讨肢体开放链快速运动的力学机制

科技日报

作者：吴长锋

科技日报讯（记者吴长锋）记者6月20日从中国科学院合肥物质科学研究院了解到，该院安徽光机所王英俭课题组提出了一种抗运动模糊快速运动物体的单像素成像新方法，在利用单像素成像所具有的宽光谱、高灵敏优势的同时，突破了单像素成... 详细信息

科技日报讯（记者吴长锋）记者6月20日从中国科学院合肥物质科学研究院了解到，该院安徽光机所王英俭课题组提出了一种抗运动模糊快速运动物体的单像素成像新方法，在利用单像素成像所具有的宽光谱、高灵敏优势的同时，突破了单像素成像对快速运动物体成像应用的瓶颈限制。这?

关键词：单像素运动物体运动模糊物体成像快速运动

来源： cnki报纸评论

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cnki报纸

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体育科学 2002年第1期22卷 127-130页

作者：伍勰王琨施宝兴魏文仪上海体育学院基础部上海200438

研究采用计算机仿真的方法对肢体两环节开放链快速运动进行了分析。结果表明,对于两环节在同一屈伸平面内的开放链运动,相邻环节相继发力的必要性取决于环节初始方位角;远侧关节肌肉的发力时机对远侧环节末端速度的输出存在较大影响,不... 详细信息

研究采用计算机仿真的方法对肢体两环节开放链快速运动进行了分析。结果表明,对于两环节在同一屈伸平面内的开放链运动,相邻环节相继发力的必要性取决于环节初始方位角;远侧关节肌肉的发力时机对远侧环节末端速度的输出存在较大影响,不同的发力时机将导致不同的动量矩传递效果;在两环节初始夹角大于180°时,关节反力在动量矩传递过程中所起的作用要大于关节肌力矩的作用。

关键词：运动生物力学计算机仿真快速运动

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视频流中的单向快速运动多目标可靠跟踪技术

电视技术 2013年第S2期37卷 447-450页

作者：王荣李强王骞冯楠孙娟国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心北京100190

提出了一种基于扩展Kalman预测方法的多目标跟踪技术,首先寻找多个目标的主运动方向,并向其垂直方向进行灰度累积投影,将相邻两帧的灰度累积投影结果进行配准,就可得到多目标的整体位移估计量,为配准提供数据支撑。同时,对视频流中同一... 详细信息

提出了一种基于扩展Kalman预测方法的多目标跟踪技术,首先寻找多个目标的主运动方向,并向其垂直方向进行灰度累积投影,将相邻两帧的灰度累积投影结果进行配准,就可得到多目标的整体位移估计量,为配准提供数据支撑。同时,对视频流中同一帧的目标进行提取并获取中心点坐标,针对这些坐标建立扩展Kalman预测模型,实现可靠的帧间目标位移量预测,再通过后续匹配定位处理进行目标的精确定位及跟踪。该方法适用于有较高实时性要求的大量单向运动目标跟踪应用中。在基于图像处理的棒材在线计数研究中,使用该方法,解决了在传送带上的多支棒材目标的定位和跟踪难题,在相邻帧棒材存在相对运动的极端情况下,跟踪成功率大于99%。

关键词：视频流快速运动目标跟踪模板匹配

本体感觉的三种成分在慢速和快速运动中的作用

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本体感觉的三种成分在慢速和快速运动中的作用

作者：冯洁上海体育学院

学位级别：硕士

背景与目的:运动控制理论将运动分为慢速运动和快速运动,其中慢速运动由闭合环路控制,快速运动受开放环路控制。感觉信息在慢速运动中起到重要的作用,但其在快速运动中的重要性的观点尚未一致。作为重要信息来源之一,本体感觉包含多种成... 详细信息

背景与目的:运动控制理论将运动分为慢速运动和快速运动,其中慢速运动由闭合环路控制,快速运动受开放环路控制。感觉信息在慢速运动中起到重要的作用,但其在快速运动中的重要性的观点尚未一致。作为重要信息来源之一,本体感觉包含多种成分,在运动技能控制中起复杂的作用。本研究旨在了解肘、腕关节不同成分本体感觉敏锐性在手臂慢速和快速运动控制中的不同作用。方法:为探讨本体感觉的不同成分在慢速和快速运动中的作用,本研究共设计了三个实验来对问题进行探索:实验一采用关节角度重建法和重量辨别法测量肘、腕关节的位置觉和力量觉,并考察他们在两种不同速度下的投掷任务的表现;实验二基于实验一的研究结果,对关节位置觉测试进行了改善,另外采取力量重复法,并要求受试者在慢速和快速条件下进行投掷;实验三进一步测量了速度觉,同时考察受试者在慢速和快速运动中的表现。研究结果:实验一:腕、肘关节的位置觉均与手臂慢速运动的准确性和稳定性有显著的相关(Ps快速手臂运动中,位置觉只与动作准确性有显著相关(Ps快速运动的相关均不显著(Ps>0.05)。实验二:腕、肘关节的位置觉与慢速运动表现显著相关,腕关节力量觉和肘关节位置觉能够预测52%的绝对误差(P=0.000),腕关节力量觉能够预测50%的变异误差(P=0.000)。位置觉与力量觉与快速运动表现显著相关,肘关节位置觉能够预测17%的绝对误差(P=0.008)和11%的变异误差(P=0.033)。实验三:速度觉与慢速运动的相关不显著(Ps>0.05),腕关节速度觉与快速运动的绝对误差显著相关(Ps运动中,本体感觉起到了重要作用。在受运动程序控制的快速运动中,本体感觉也起部分作用。(2)位置觉在慢速运动中十分重要,且其敏锐度可以预测慢速运动表现;位置觉在快速运动中能够起到一定的作用,也可以在一定程度上对其进行预测。(3)重量辨别能力在手臂投掷运动中的作用尚不明确,但力量重复能力在慢速和快速运动中有一定的作用。(4)速度觉在快速运动的准确性中十分重要。

关键词：本体感觉慢速运动快速运动闭合环路开放环路

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快速运动目标的实时检测和跟踪

工业控制计算机 2019年第8期32卷 74-76页

作者：吴家俊蔡柏林陈强王克逸中国科学技术大学工程科学学院

为了实现对快速运动的目标实时检测和跟踪,搭建了一套高速视觉系统,提出一种基于YCBCr空间Cb分量的实时检测和跟踪算法,并通过质心预测和ROI更新来提高计算效率。实验结果表明该方法能够实时准确检测和跟踪1.3m距离下4m/s的乒乓球,对相... 详细信息

为了实现对快速运动的目标实时检测和跟踪,搭建了一套高速视觉系统,提出一种基于YCBCr空间Cb分量的实时检测和跟踪算法,并通过质心预测和ROI更新来提高计算效率。实验结果表明该方法能够实时准确检测和跟踪1.3m距离下4m/s的乒乓球,对相似物体的干扰和运动模糊,具有良好的鲁棒性。对于分辨率为640x480的8位图像,采集和处理的速度最快能够达到3.2ms。

关键词：快速运动高速视觉检测与跟踪实时

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基于快速运动场景下的目标跟踪改进算法

光学仪器 2021年第2期43卷 31-38页

作者：瑚琦查彤彤李锐上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 上海理工大学上海市现代光学系统重点实验室上海200093

为解决目标快速运动时跟踪算法出现目标丢失和跟踪精度大幅度下降等问题,在现有的Autotrack算法基础上对其进行改进,提出了一种基于快速运动场景下的目标跟踪算法。引入空间正则权重项w对距离目标中心比较远的样本进行相应的惩罚,调整... 详细信息

为解决目标快速运动时跟踪算法出现目标丢失和跟踪精度大幅度下降等问题,在现有的Autotrack算法基础上对其进行改进,提出了一种基于快速运动场景下的目标跟踪算法。引入空间正则权重项w对距离目标中心比较远的样本进行相应的惩罚,调整原本的全局响应变化量并将其作为时间正则项。将空间正则项和时间正则项相结合,并引入目标函数中进行优化。在公开数据集OTB-2013(online object tracking:a benchmark)上对改进后的目标跟踪算法进行实验验证和比较。实验结果表明,改进后的目标跟踪算法在目标快速运动场景下的准确率和成功率分别为76.5%和73.1%,在综合评分上的准确率和成功率分别为82.8%和61.1%。

关键词：目标跟踪相关滤波快速运动空间正则项

电视系统对快速运动目标的捕获和多目标的识别跟踪

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光电工程 1988年第2期 27-33页

作者：黄成斋中国科学院光电技术研究所

本文从摄象管的惰性出发,给出了电视视场内运动目标动态特性的一些实验数据。提出了用步进法实现快速运动目标的捕获和在跟踪过程中用拉偏跟踪零点的方法实现多目标识别跟踪的可能性。

关键词：快速运动运动速度零点跟踪过程动态特性点(数学) 电视跟踪系统视场